pengendalian lalat buah dengan memandulkan jantan nya

Sebuah studi tentang preferensi kawin pada lalat buah (Drosophila) telah menemukan bahwa jantan dan betina menanggapi keakraban seksual calon pasangan dengan cara yang berbeda secara fundamental. Sementara lalat buah jantan lebih suka ke pengadilan seorang betina diketahui lebih pasangan mereka sebelumnya atau adik-adiknya, lalat buah betina ditampilkan kecenderungan untuk 'saudara-in-law' mereka.

Sebuah studi Universitas Oxford preferensi kawin pada lalat buah ( Drosophila ) telah menemukan bahwa pria dan wanita menanggapi keakraban seksual calon pasangan dengan cara yang berbeda secara fundamental .

Sementara lalat buah jantan lebih suka ke pengadilan seorang wanita diketahui lebih pasangan mereka sebelumnya atau adik-adiknya , lalat buah betina ditampilkan kecenderungan untuk ' saudara -in -law' mereka.

Respon ini secara signifikan lebih lemah pada lalat bermutasi tanpa indra penciuman , menunjukkan bau memainkan peran penting dalam pilihan kawin disorot dalam studi.

Penemuan, yang bisa berdampak pada bagaimana kita melihat preferensi kawin pada spesies lain , yang diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the Royal Society B.

Pertama penulis Dr Cedric Tan , dari Departemen Zoologi Universitas Oxford , mengatakan : " Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji apakah laki-laki lalat buah dan perempuan lebih memilih untuk kawin dengan mitra yang sama berulang kali , atau apakah mereka lebih memilih untuk kawin dengan individu yang berbeda setiap kali . Selain itu, kami bertujuan untuk menguji apakah pria dan wanita menunjukkan preferensi kawin untuk saudara kandung dari pasangan mereka sebelumnya .

" Pertama , kami menemukan bahwa laki-laki lebih memilih ke pengadilan betina baru . Ini adalah fenomena luas di banyak spesies , khususnya mamalia , tapi ini adalah bukti pertama dari fenomena ini pada lalat buah . Lebih penting lagi , meskipun, kami menemukan bahwa perempuan tidak berbagi preferensi ini - jika ada mereka pergi untuk mitra asing .

" Selain itu , preferensi ini meluas ke " mertua " - laki-laki menghindari mereka " saudara -in - hukum " ( saudara pasangan sebelumnya mereka ) sedangkan perempuan lebih memilih mereka " saudara -in - hukum " ( saudara pasangan sebelumnya mereka ) dibandingkan dengan mitra potensial acak . Pria dan wanita tampaknya untuk mendeteksi saudara mitra mereka sebelumnya menggunakan bau , karena preferensi ini jauh lebih lemah pada lalat mutan yang tidak bisa mencium bau . "

Menggunakan spesies lalat buah yang dikenal sebagai Drosophila melanogaster , para peneliti melakukan dua eksperimen di mana laki-laki tunggal atau perempuan terkena dua mitra potensial .

Dalam percobaan pertama , satu pasangan calon baru dan salah satu adalah pasangan mereka sebelumnya . Pada percobaan kedua , salah satu pasangan calon baru dan salah satu adalah dari keluarga yang sama dan membesarkan lingkungan sebagai pasangan sebelumnya .

Percobaan kemudian diciptakan dengan lalat buah bermutasi yang tidak memiliki indra penciuman .

Dr Tan mengatakan : ' hubungan saudara yang penting dalam interaksi seksual , dan banyak studi ilmiah telah berfokus terutama pada dua hal : keterkaitan pria-wanita dan laki - laki keterkaitan .

' Dengan mantan , saudara-saudara diharapkan untuk menghindari kawin dengan satu sama lain sebagai keturunan inbred menderita kematian lebih tinggi . Dengan yang terakhir , saudara diperkirakan untuk bertindak kurang agresif dengan satu sama lain ketika bersaing untuk perempuan . Dalam studi ini , kami menunjukkan bahwa hubungan saudara dapat mengubah perilaku seksual dengan cara baru - yaitu, " di-hukum berlaku. " '

Sementara alasan di balik temuan tidak sepenuhnya jelas , penjelasan potensial meliputi laki-laki mendapatkan manfaat dari kawin dengan betina berbeda melalui keragaman genetik yang lebih tinggi dari anak-anak mereka . Wanita , di sisi lain , mungkin lebih memilih untuk kawin dengan laki-laki asing untuk menghindari risiko kesehatan yang ditimbulkan oleh memungkinkan sperma dari beberapa pasangan ke dalam tubuh mereka .

Membahas kemungkinan dibuka oleh temuan , Dr Tan mengatakan : " Pertama , itu akan menarik untuk melihat apakah preferensi seksual ini meluas ke spesies lain dari binatang . Kedua , kita bisa memeriksa mengapa pria dan wanita berperilaku dalam perilaku yang berlawanan - yaitu , apa manfaat adalah laki-laki menghindari " saudara -in - hukum " dan perempuan lebih memilih " saudara -in - hukum . " Misalnya , bisa jadi bahwa laki-laki yang menghindari " saudara -in - hukum " karena mereka terlihat atau berbau seperti pasangan pertama mereka ketika mereka akan lebih memilih perempuan baru .

" Ketiga , penelitian kami menunjukkan bahwa kedua jenis kelamin menggunakan bau dalam mendeteksi mana individu secara seksual mengejar atau melawan . Ini membuka pintu untuk menyelidiki apakah indera lain seperti penglihatan dan pendengaran bisa menengahi pengakuan " mertua " dalam organisme ini kunci model genetik . "

Terapi hormon untuk lalat buah artinya pengendalian hama yang lebih baik

Dirilis secara massal, steril lalat buah Meksiko dapat merusak populasi liar dari hama buah-merusak sehingga aplikasi insektisida lebih sedikit diperlukan. Tapi iradiasi digunakan untuk mensterilkan lalat melemahkan mereka, menghambat kemampuan mereka untuk menekan populasi tipe liar laki-laki untuk pasangan perempuan. Sekarang, para ilmuwan telah menemukan terapi hormon untuk membuat lalat steril "lebih macho," meningkatkan kesempatan mereka untuk kawin dengan lalat betina sebelum saingan liar mereka lakukan.

Sekarang , Departemen Pertanian AS ( USDA ) dan berkolaborasi ilmuwan telah merancang sebuah terapi hormon untuk membuat lalat steril " lebih macho , " meningkatkan kesempatan mereka untuk kawin dengan lalat betina sebelum saingan liar mereka lakukan . Peter Teal , seorang ahli kimia dengan USDA Agricultural Research Service ( ARS ) di Gainesville , Florida , mengembangkan terapi hormon dalam hubungannya dengan tim ilmuwan dari Meksiko , Argentina dan Austria .

Anastrepha ludens ( Loew ) , lalat buah Meksiko , adalah hama karantina yang signifikan yang dapat menimbulkan miliaran dolar kerugian untuk jeruk , peach , pir , alpukat dan tanaman lain jika pindah dari Meksiko ke Amerika Serikat . Untungnya , Meksiko beroperasi program rilis steril - serangga untuk mengontrol , hama satu sentimeter panjang bermata hijau , yang tahap larva feed dalam buah tuan rumah .

Program ini melibatkan mensterilkan lalat buah jantan dengan iradiasi dan melepaskan mereka ke alam untuk kawin dengan lalat buah betina liar . Perkawinan ini menghasilkan telur yang tidak menetas . Akhirnya , runtuh penduduk , menjelaskan Teal , yang memimpin ARS Chemistry Research Unit di Gainesville .

Perlakuan tim menggunakan analog hormon yang disebut methoprene untuk mempercepat tingkat di mana lalat jantan steril mencapai kematangan seksual saat disimpan di fasilitas penampungan khusus . Dalam penelitian , lalat methoprene diobati sudah siap untuk rilis empat hari lebih cepat dari lalat non - diobati . Dan berkat suplemen diet protein hidrolisat , lalat steril , setelah dirilis , juga lebih kuat dan lebih berhasil bersaing untuk pasangan.

Pendekatan organik untuk pengendalian hama: Melepaskan super-bergender (tapi steril) serangga laki-laki

metode ditingkatkan untuk pengendalian hama berkelanjutan dengan menggunakan "super-bergender" tapi steril serangga jantan untuk bersetubuh dengan perempuan yang sedang dikembangkan oleh para peneliti pertanian di Universitas Ibrani Yerusalem. Para ilmuwan berharap demikian untuk menawarkan lagi jalan efisien dan menjanjikan untuk memasok produk ke pasar dengan menghilangkan hama tanpa merusak lingkungan.

Berbagai macam bahan kimia , seperti DDT , telah digunakan sejak awal abad terakhir untuk mengendalikan hama tanaman atau pembawa penyakit . Namun, pendekatan ini telah menyebabkan evolusi resistensi terhadap pestisida dan memiliki dampak sangat negatif terhadap kesehatan manusia dan lingkungan .

Sebagai alternatif untuk penggunaan bahan kimia , Prof Boas Yuval di Universitas Ibrani Yerusalem , Robert H. Smith Fakultas Pertanian , Makanan dan Lingkungan , bekerja pada upgrade pendekatan veteran , yang dikenal sebagai teknik serangga steril . Metode ini saat ini bekerja terhadap beberapa spesies serangga lusin . Prinsipnya adalah jutaan belakang individu dari spesies yang satu berusaha untuk mengontrol , memisahkan jenis kelamin , mensterilkan laki-laki dan melepaskan mereka ke lapangan . Diharapkan bahwa laki-laki steril akan bersetubuh dengan perempuan liar , yang kemudian akan mampu bertelur subur , sehingga mengurangi populasi hama .

Namun, kata Prof Yuval , proses pemeliharaan jutaan serangga jantan , sterilisasi mereka dan mengangkut mereka ke lokasi pelepasan dapat mempengaruhi daya saing seksual mereka . Penelitian di laboratorium Yuval di Departemen Entomologi berfokus pada peningkatan teknik ini , sebagaimana diterapkan pada lalat buah dan nyamuk .

Prof Yuval telah mempelajari unsur-unsur perilaku dan fisiologis yang menentukan faktor-faktor yang berkontribusi terhadap keseksian pria , dan kemudian telah menciptakan cara-cara untuk memberikan karakteristik ini pada laki-laki steril .

Salah satu faktor tersebut adalah status gizi . Yuval menemukan bahwa makan laki-laki pada diet protein tinggi secara signifikan meningkatkan kinerja seksual mereka . Baru-baru ini (bekerja sama dengan rekan Universitas Ibrani Prof Edouard Jurkevitch dan mahasiswa pascasarjana Adi Behar , Miki Ben - Yosef , Sagi Gavriel dan Eyal Ben Ami ) Yuval juga menemukan bahwa bakteri yang berada pada lalat buah yang penting , dan bahwa pabrik dipelihara lalat kekurangan bakteri yang ditemukan pada serangga liar .

Dengan informasi ini di tangan , Yuval dan rekannya merumuskan protein tinggi , bakteri yang disempurnakan " breakfast of champions " yang akan diberikan kepada laki-laki sebelum pembebasan mereka , dan secara signifikan meningkatkan kinerja seksual mereka ketika dirilis di lapangan . Pekerjaan mereka dijelaskan dalam ISME (International Society for Ekologi Mikroba ) Journal .

Yuval percaya bahwa keberhasilan penerapan pendekatan ini dapat diterapkan untuk berbagai tanaman dan hewan hama , serta organisme yang menularkan penyakit manusia , sehingga pendekatan yang penting , organik dan ramah lingkungan untuk pengendalian hama .

Multi-toxin tanaman biotek bukanlah peluru perak, Peringatan Ilmuwan

strategi baru populer menanam tanaman rekayasa genetik yang membuat dua atau lebih racun untuk menangkis hama serangga bertumpu pada asumsi yang tidak selalu berlaku, peneliti UA telah menemukan. Studi mereka membantu menjelaskan mengapa satu hama utama berkembang resistensi jauh lebih cepat dari yang diperkirakan dan menawarkan ide-ide untuk pengendalian hama yang lebih berkelanjutan.

Sebuah strategi banyak digunakan untuk mencegah hama dari cepat beradaptasi dengan tanaman - melindungi racun mungkin gagal dalam beberapa kasus kecuali tindakan pencegahan lebih baik diambil , menunjukkan penelitian baru oleh University of Arizona ahli entomologi diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences .

Jagung dan kapas telah dimodifikasi secara genetik untuk memproduksi protein hama - membunuh dari bakteri Bacillus thuringiensis , atau Bt untuk pendek . Dibandingkan dengan semprotan insektisida yang khas , racun Bt yang dihasilkan oleh tanaman rekayasa genetika jauh lebih aman bagi manusia dan lingkungan , menjelaskan Yves Carrière , seorang profesor entomologi di UA Fakultas Pertanian dan Life Sciences yang memimpin penelitian .

Meskipun tanaman Bt telah membantu untuk mengurangi semprotan insektisida , meningkatkan hasil panen dan meningkatkan keuntungan petani , keuntungan mereka akan berumur pendek jika hama beradaptasi dengan cepat , kata Bruce Tabashnik , co - penulis studi dan kepala departemen UA entomologi . " Tujuan kami adalah untuk memahami bagaimana serangga berkembang resistensi sehingga kita dapat mengembangkan dan menerapkan lebih berkelanjutan , manajemen hama yang ramah lingkungan , " katanya . Tabashnik dan Carrière keduanya anggota UA BIO5 Institute .

Tanaman Bt pertama kali ditanam secara luas pada tahun 1996 , dan beberapa hama telah menjadi resisten terhadap tanaman yang menghasilkan Bt toksin tunggal . Untuk menggagalkan evolusi lebih lanjut dari daya tahan hama terhadap tanaman Bt , petani baru-baru ini bergeser ke " piramida " Strategi : setiap tanaman menghasilkan dua atau lebih racun yang membunuh hama yang sama . Seperti dilaporkan dalam penelitian ini , strategi piramida telah diadopsi secara luas , dengan dua - racun Bt kapas sepenuhnya menggantikan satu - toksin Bt kapas sejak 2011 di Amerika Serikat

Kebanyakan ilmuwan setuju bahwa tanaman dua - racun akan lebih tahan lama dibandingkan tanaman satu - toksin . Tingkat keuntungan dari strategi piramida , bagaimanapun, bertumpu pada asumsi yang tidak selalu terpenuhi , laporan penelitian . Menggunakan percobaan laboratorium , simulasi komputer dan analisis data eksperimen yang diterbitkan , hasil baru membantu menjelaskan mengapa satu hama utama telah mulai menjadi resisten lebih cepat daripada yang diantisipasi .

" Strategi piramida telah disebut-sebut sebagian besar atas dasar model simulasi , " kata Carrière . " Kami menguji asumsi yang mendasari model dalam percobaan laboratorium dengan hama utama jagung dan kapas . Hasil penelitian ini memberikan data empiris yang dapat membantu untuk meningkatkan model dan membuat tanaman lebih tahan lama . "

Salah satu asumsi penting dari strategi piramida adalah bahwa tanaman memberikan pembunuhan berlebihan , Carrière menjelaskan . " Pembunuhan Redundant dapat dicapai oleh tanaman menghasilkan dua racun yang bertindak dengan cara yang berbeda untuk membunuh hama yang sama , " katanya , " jadi, jika hama individu memiliki resistansi terhadap satu toksin , toksin lain akan membunuhnya . "

Dalam dunia nyata , hal-hal yang sedikit lebih rumit , tim Carrière menemukan keluar . Thierry Brévault , ilmuwan tamu dari Perancis , memimpin percobaan laboratorium di UA . Lembaga asalnya, Pusat Penelitian Pertanian untuk Pembangunan , atau CIRAD , yang sangat tertarik pada faktor-faktor yang dapat mempengaruhi daya tahan hama terhadap tanaman Bt di Afrika .

" Kami jelas tidak bisa melepaskan serangga resisten ke lapangan , jadi kami berkembang biak mereka di laboratorium dan membawa tanaman tanaman untuk melakukan percobaan makan , " kata Carrière . Untuk percobaan mereka , kelompok dikumpulkan kapas bollworm - juga dikenal sebagai Earworm jagung atau Helicoverpa zea - , satu spesies ngengat yang merupakan hama utama pertanian , dan dipilih untuk ketahanan terhadap salah satu racun Bt , Cry1Ac .

Seperti yang diharapkan , ulat tahan selamat setelah mengunyah tanaman kapas hanya menghasilkan racun yang . Kejutan datang ketika tim Carrière menempatkan mereka pada pyramided kapas Bt mengandung Cry2Ab selain Cry1Ac .

Jika asumsi pembunuhan berlebihan benar , ulat resisten terhadap toksin pertama harus bertahan hidup pada tanaman satu - toksin , tetapi tidak pada tanaman dua - racun , karena toksin kedua harus membunuh mereka , Carrière menjelaskan .

"Tapi pada tanaman dua - toksin , ulat yang dipilih untuk resistansi terhadap satu toksin bertahan jauh lebih baik daripada ulat dari strain rentan . "

Temuan ini menunjukkan bahwa asumsi penting dari pembunuhan berlebihan tidak berlaku dalam kasus ini dan juga dapat menjelaskan laporan yang menunjukkan beberapa populasi bidang kapas bollworm cepat berkembang resistensi terhadap kedua racun .

Selain itu, analisis tim dari data yang diterbitkan dari delapan spesies hama mengungkapkan bahwa beberapa tingkat resistansi silang antara Cry1 dan Cry2 racun terjadi di 19 dari 21 percobaan . Bertentangan dengan konsep pembunuhan berlebihan , resistansi silang berarti bahwa seleksi dengan satu toksin meningkatkan ketahanan terhadap toksin lainnya .

Menurut penulis studi tersebut , bahkan tingkat rendah resistansi silang dapat mengurangi pembunuhan berlebihan dan merusak strategi piramida . Carrière menjelaskan bahwa ini adalah terutama bermasalah dengan kapas bollworm dan beberapa hama lainnya yang tidak sangat rentan terhadap racun Bt untuk memulai.

Tim menemukan pelanggaran asumsi lain yang diperlukan untuk keberhasilan yang optimal dari strategi piramida . Secara khusus, warisan perlawanan terhadap tanaman hanya memproduksi toksin Bt Cry1Ac dominan , yang diharapkan dapat mengurangi kemampuan perlindungan untuk menunda perlawanan.

Perlindungan terdiri dari tanaman standar yang tidak membuat Bt racun sehingga memungkinkan kelangsungan hidup hama rentan . Dalam kondisi ideal , warisan perlawanan tidak dominan dan hama rentan muncul dari perlindungan sangat melebihi jumlah hama resisten . Jika demikian, perkawinan antara dua hama tahan yang dibutuhkan untuk menghasilkan keturunan resisten tidak mungkin . Tetapi jika warisan perlawanan dominan , seperti yang terlihat dengan kapas bollworm , perkawinan antara ngengat tahan dan ngengat rentan dapat menghasilkan keturunan resisten , yang mempercepat resistensi .

Menurut Tabashnik , asumsi yang terlalu optimis telah memimpin EPA untuk mengurangi persyaratan untuk penanaman perlindungan untuk memperlambat evolusi resistensi hama terhadap dua racun Bt tanaman .

Hasil baru harus datang sebagai wakeup panggilan untuk mempertimbangkan perlindungan yang lebih besar untuk mendorong perlawanan lebih jauh ke masa depan , Carrière menunjukkan . " Simulasi kami memberitahu kita bahwa dengan 10 persen dari areal yang disisihkan untuk perlindungan , resistensi berkembang cukup cepat , tetapi jika Anda menempatkan 30 atau 40 persen samping, Anda secara substansial dapat menunda hal itu. "

" Pesan utama kami adalah untuk menjadi lebih berhati-hati , terutama dengan hama seperti ulat kapas kapas , " kata Carrière . " Kita perlu lebih banyak data empiris untuk memperbaiki model simulasi kami , mengoptimalkan strategi kami dan benar-benar tahu berapa banyak daerah perlindungan yang diperlukan . Sementara itu , jangan menganggap bahwa strategi piramida adalah peluru perak . "

Kerentanan terhadap kekurangan fosfor masa depan: bahan Kunci pertanian modern

dunia diberi kejutan ketika harga fosfor global yang dibesarkan oleh 800% pada tahun 2008. bingung, menjadi jelas betapa tergantungnya kita pada fosfor untuk pasokan makanan kita. Fosfor adalah unsur dalam pupuk buatan dan sangat diperlukan dalam pertanian modern.

Beberapa tahun kemudian , setelah bekerja sebagai seorang mahasiswa pascasarjana / peneliti di Studi Lingkungan Air dan , Dana Cordell menciptakan istilah " puncak fosfor , " analog dengan " puncak minyak . " Dia dan rekan-rekan penulis memperkirakan kekurangan masa depan fosfor bahwa dunia buruk atau tidak sama sekali siap untuk . Artikel mereka , " Kisah fosfor : ketahanan pangan global dan makanan untuk berpikir " telah menjadi artikel yang paling download dan dikutip dalam sejarah jurnal Perubahan Lingkungan Hidup Global .

Dalam sebuah artikel baru , Liu peneliti Tina - Simone Neset dan Ms Cordell sekarang telah mengajukan kerangka kerja untuk menganalisis secara kualitatif kerentanan kita kekurangan masa depan fosfor .

" Pertanyaannya sejauh ini telah dibahas terutama dari perspektif geofisika , " kata Ms Neset . " Seberapa besar sumber daya fisik dan berapa lama mereka akan bertahan ? Tapi masalahnya jauh lebih rumit dari itu . "

Terutama geopolitik . Konsentrasi geografis fosfor ekstrim , enam negara mengontrol lebih dari 90 % dari sumber daya dunia : Maroko , China , Aljazair , Suriah , Yordania dan Afrika Selatan . Dalam kasus Maroko , salah satu sumber bijih fosfat adalah Sahara Barat , yang diduduki oleh Maroko bertentangan keputusan PBB . Dan di beberapa negara lain , situasi politik tidak yakin untuk sedikitnya .

Di sisi lain , sejumlah negara besar dan wilayah, seperti India , Uni Eropa dan Brazil hampir sepenuhnya bergantung pada fosfor impor untuk pertanian mereka .

" Kami ingin menguji konsep kerentanan dikembangkan dalam sumber daya dan penelitian iklim , dan di bidang ini juga. Ada banyak faktor selain pasokan global fisik murni yang memutuskan bagaimana rentan populasi adalah dalam menghadapi kekurangan masa depan fosfor , " kata Ms Neset .

Dalam rangka analisis para peneliti sekarang mengusulkan ada 26 indikator yang dapat diuji pada tingkat yang berbeda : global, regional , nasional maupun lokal . Contoh indikator peraturan perdagangan internasional , harga energi , makan kebiasaan , populasi , ketergantungan pada impor , ketahanan pangan , pemilik dan produsen bijih fosfat , infrastruktur ( transportasi ) , kesuburan tanah , dan distribusi pendapatan .

Para peneliti mengusulkan bahwa analisis pertama harus dilakukan di tingkat nasional , di mana para pengambil keputusan berada dalam posisi terbaik untuk mempengaruhi faktor-faktor seperti kebijakan pertanian , situasi keuangan petani , infrastruktur dan daur ulang .

Karena bahkan jika bijih fosfat adalah sumber daya yang terbatas di mana ( berbeda dengan minyak ) tidak ada kemungkinan pengganti , fosfor dapat didaur ulang dalam bentuk longgar . Hal ini hadir , misalnya , dalam urin dan kotoran manusia dan hewan . Dengan membuat lebih baik menggunakan limbah ini akan mungkin untuk mengurangi ketergantungan pada impor fosfor , dan juga mengurangi dampak terhadap lingkungan yang timbul ketika mencuci fosfor keluar ke danau dan lautan , dan berkontribusi terhadap eutrofikasi .

" Para pengambil keputusan perlu menyadari dan mengambil sikap terhadap masalah ini , " kata Ms Neset . " Bagaimana tergantung kita pada fosfor impor ? Apa yang harus kita lakukan jika harga yang meningkat tajam ? Apakah mungkin untuk mengurangi ketergantungan ini dalam beberapa cara? "

Berapa lama cadangan global bijih fosfat akan berlangsung adalah topik panas perdebatan . Beberapa tahun yang lalu angka untuk cadangan dikenal bijih fosfat ditingkatkan dari 16.000 menjadi 67.000 megaton . Tapi, kata Ms Neset , perkiraan tidak pasti . Dan bahkan yang paling optimis prognosis , bijih fosfat akan habis dalam beberapa ratus tahun .

Sel T dimodifikasi efektif dalam mengobati kanker darah

pada 2013 American Society of Hematology di pertemuan Desember 2013 , James Kochenderfer , MD , peneliti di Experimental Transplantation dan Imunologi Cabang , NCI , mempresentasikan temuan dari dua uji klinis mengevaluasi penggunaan sel T sistem rekayasa genetika kekebalan tubuh sebagai terapi kanker . Studi ini dilakukan dalam kerjasama erat dengan Steven A. Rosenberg , MD , Ph.D. , kepala Cabang Bedah , NCI , yang merupakan peneliti prinsip dalam studi pertama dicatat .

Laporan-laporan ini merupakan kemajuan penting dalam pemahaman tentang terapi gen untuk pengobatan kanker darah canggih . Dalam studi pertama , 15 pasien dewasa memiliki sel T mereka dihapus , diobati dengan kemoterapi , dan kemudian diberi infus sel T mereka sendiri yang telah dimodifikasi secara genetik di laboratorium . Laporan pertama dari keberhasilan jenis terapi di limfoma datang pada tahun 2010 oleh Kochenderfer dan Rosenberg pada pasien yang tetap bebas perkembangan lebih dari 42 bulan setelah pengobatan . Tim ini sekarang telah menunjukkan bahwa pendekatan yang sama ini efektif pada pasien dengan limfoma sel - B besar difus , jenis yang paling umum dari limfoma non -Hodgkin . Enam pasien dalam percobaan mencapai remisi lengkap dan enam mencapai remisi parsial . Pendekatan ini menawarkan pilihan bagi pasien dengan kanker sel - B besar kemoterapi - tahan yang tidak kandidat yang baik untuk bentuk lain dari transplantasi sel induk .

Dalam studi kedua , peneliti menggunakan sel T rekayasa genetika untuk mengobati kanker sel - B , seperti leukemia dan limfoma , yang tidak sepenuhnya menanggapi transplantasi sel induk dari donor . Penelitian ini mendaftarkan 10 pasien yang tidak menerima pengobatan kecuali satu infus sel T rekayasa genetika yang diperoleh dari donor transplantasi sel induk terkait atau tidak terkait . Tiga dari 10 pasien mengalami regresi penyakit yang signifikan , dengan satu pasien yang menunjukkan remisi lengkap . Secara signifikan , tidak ada pasien yang mengalami graft - versus-host penyakit ( GVHD ) . Toksisitas adalah ringan , dan diselesaikan dalam waktu dua minggu . Hasilnya menggembirakan karena mereka menunjukkan bahwa sejumlah kecil sel T yang dimodifikasi dapat menyebabkan regresi kanker sel - B yang sangat resistan terhadap pengobatan tanpa menyebabkan GVHD . Temuan ini menunjukkan pendekatan pengobatan baru yang mungkin untuk pasien dengan bentuk agresif dari kanker ini yang telah terbukti tahan terhadap pendekatan pengobatan lain , termasuk transplantasi sel induk dari donor .

Aplikasi baru alat fisika yang digunakan dalam biologi

seorang ahli fisika lawrence Livermore National Laboratory dan rekan-rekannya telah menemukan sebuah aplikasi baru untuk alat dan matematika biasanya digunakan dalam fisika untuk membantu memecahkan masalah dalam biologi.

Secara khusus , tim menggunakan mekanika statistik dan pemodelan matematika untuk menjelaskan sesuatu yang dikenal sebagai memori epigenetik - bagaimana suatu organisme dapat membuat memori biologis beberapa kondisi variabel , seperti kualitas gizi atau suhu .

"Pekerjaan menyoroti sifat interdisipliner biologi molekuler modern, khususnya, bagaimana alat dan model dari matematika dan fisika dapat membantu memperjelas masalah dalam biologi , " kata Ken Kim , seorang ahli fisika LLNL dan salah satu penulis dari makalah yang muncul di 7 Februari Physical Review Letters .

Tidak semua karakteristik organisme hidup dapat dijelaskan oleh gen mereka sendiri . Proses epigenetik bereaksi dengan sensitivitas yang besar gen ' langsung lingkungan biokimia - dan selanjutnya , mereka melewati reaksi-reaksi tersebut ke generasi berikutnya .

Pekerjaan tim pada dinamika modifikasi protein histon merupakan pusat epigenetik . Seperti perubahan genetik , perubahan epigenetik yang diawetkan ketika sel membelah . Protein histon yang pernah dianggap statis , komponen struktural dalam kromosom , tetapi studi terbaru menunjukkan bahwa histon memainkan peran penting dalam dinamika mesin yang bertanggung jawab untuk regulasi epigenetik .

Ketika histon mengalami perubahan kimia ( modifikasi histon ) sebagai hasil dari beberapa stimulus eksternal , mereka memicu memori biologis jangka pendek stimulus bahwa dalam sel , yang dapat diwariskan kepada sel anak . Memori ini juga dapat dikembalikan setelah siklus pembelahan sel beberapa .

Modifikasi epigenetik sangat penting dalam pengembangan dan fungsi sel , tetapi juga memainkan peran kunci dalam kanker, menurut Jianhua Xing , seorang mantan Postdoc LLNL dan profesor saat ini di Virginia Tech . " Misalnya , perubahan epigenome dapat menyebabkan aktivasi atau deaktivasi jalur sinyal yang dapat menyebabkan pembentukan tumor , " tambah Xing .

Mekanisme memori epigenetik yang mendasari molekul melibatkan interaksi kompleks antara histon , DNA dan enzim , yang menghasilkan pola modifikasi yang diakui oleh sel . Untuk mendapatkan informasi tentang sistem yang kompleks seperti , tim membangun model matematika yang menangkap fitur penting dari memori epigenetik histon - diinduksi . Model ini menyoroti " engineering " menantang sel terus-menerus harus hadapi selama pengakuan molekul . Hal ini sejalan dengan memulihkan gambar dengan bagian yang hilang . Sifat molekul spesies telah evolusioner dipilih untuk memungkinkan mereka untuk " alasan " apa bagian yang hilang didasarkan pada pola informasi yang tidak lengkap yang diwariskan dari sel induk .

Jurnal : Laporan Hasil dan Pembahasan Kuoesien Respirasi

HASIL DASA

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komoditi	Da (mm)	Db (mm)
Jagung (Zea mays L.)	57 mm	122 mm
Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.)	53 mm	111 mm

Perhitungan

Komoditi : Jagung (Zea mays L.)

Va Jagung = πr Da     

                  = 3,14(2,5)(57)

                  = 447,45

Vb  Jagung = πr Db   

                  = 3,14(2,5)(122)

                  = 957,7

Pa Jagung = Da = 57 =  4,38 mm

                     13    13

Pb Jagung = Da = 122  = 9,38 mm

                     13     13

Va’ Jagung  =  Va jagung + Va (760-Pa)                  

                         760

        =  447,45 + 447,45 (760-4,38)

                                      760

                     =   338209,59

                              760

                     =   445,01

Vb’ Jagung  =  Vb jagung + Vb (760-Pb)                 

                         760

        =  957,7 + 957,7 (760-9,38)

                                      760

                     =  957,7 +718868,774

                                    760

                     =  947,14

Maka, KR jagung =  Vb’ – Va’

                                       Vb

                             = 947,14 – 445,01

                                       957,7

                              = 0,53

Komoditi : Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.)

Va Kacang Hijau  = πr Da     

                              = 3,14(2,5)(53)

                              = 416,26

Vb  Kacang Hijau = πr Db     

                              = 3,14 (2,5) (111)

                              = 871,79

Pa Kacang Hijau  = Da = 53  = 4,07 mm

                                13     13

Pb Kacang Hijau  = Da = 111  = 8,53 mm

                                13      13

Va’ Kacang Hijau   =  Va kacang hijau + Va (760-Pa)                     

                                        760

                    =  416,26 + 416,26 (760-4,07)

                                                       760

                                =  416,26 + 416,26(755,93)

                                                760

                                =  414,36

Vb’ Kacang Hijau   =  Vb kacang hijau + Vb (760-Pb)                    

                              760

                    =  871,79 + 871,79 (760-8,53)

                                                       760

                                 =  871,79 + 871,79 (751,47)

                                                        760

                                 =  863,15

Maka KR Kacang Hijau  = Vb’ – Va’

                                                 Vb

                                         = 863,15 – 414,36

                                                   871,79

                                         = 0,51

Pembahasan

            Berdasarkan hasil praktikum, diperoleh KR jagung (Zea mays L.) adalah sebesar 0,53 . Hal ini dikarenakan bahwa jangung mengandung Karbohidrat yang tinggi dan kandungan lemak yang rendah sehingga laju respiasi tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Salisburi dan Ross (1991) yang menyatakan bahawa pada dasarnya, proses respirasi bertujuan untuk menghasilkan ernergi yang dipengaruhi oleh ketersediaan substrat. Substrat pada tanaman adalah hal yang penting dalam melakukan respirasi . Tumbuhan yang memiliki kandungan substrat yang banyak maka laju respirasinya akan meningkat

Berdasarkan hasil praktikum, didapat KR kacang  hijau (Phaseolus radiates L.) adalah sebesar 0,51. Hal ini karena kacang hijau mengandung protein dan lemak yang tinggi sedangkan faktor yang mempengaruhi tingginya laju respirasi adalah pada substrat karbohidrat. Hal ini sesuai dengan literatur Pandey dan Sinha (1995) yang menyatakan bahwa Nilai KR untuk laju respirasi substrat karbohidrat = 1, protein < 1 (0,8 - 0,9), lemak < 1 (0,7) dan asam organik > 1 (1,33)

                 Banyak Faktor yang berpengaruh terhadap laju respirasi. Mulai dari faktor internal dan faktor eksternal. Faktor ini dapat meliputi perkembangan organ, suhu, ketersediaan O₂, substrat, dan lain-lain. Hal ini sesuai dengan literatur Pantastico (1993) yang menyatakann bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi laju respirasi terbagi dua, yaitu: 1) Faktor internal  Semakin tinggi tingkat perkembangan organ, semakin banyak jumlah CO₂ yang dihasilkan. Susunan kimiawi jaringan mempengaruhi laju respirasi, pada buah-buahan yang banyak mengandung karbohidrat, maka laju respirasi akan semakin cepat. Produk yang lebih kecil ukurannya mengalami laju respirasi lebih cepat daripada buah yang besar, karena mempunyai permukaan yang lebih luas yang bersentuhan dengan udara sehingga lebih banyak O₂ berdifusi ke dalam jaringan. Pada produk-produk yang memiliki lapisan kulit yang tebal, laju respirasinya rendah, dan pada jaringan muda proses metabolisme akan lebih aktif 2) Faktor eksternal Umumnya laju respirasi meningkat 2-2,5 kali tiap kenaikan 10°C. Pemberian etilen pada tingkat pra-klimaterik, akan meningkatkan respirasi buah klimaterik. Kandungan oksigen pada ruang penyimpanan perlu diperhatikan karena semakin tinggi kadar oksigen, maka laju respirasi semakin cepat. Konsentrasi CO₂ yang sesuai dapat memperpanjang umur simpan buah-buahan dan sayuran karena terjadi gangguan pada respirasinya.

                 Bagian-bagian tumbuhan yang melakukan respirasi adalah ujung batang, ujung akar, tunas, biji dan kecambah. Namun dalam hal ini bagian yang dipakai adalah kecambah . Bagian ini dipakai karena kecambah adalah yang paling aktif melakukan respirasi. Hal ini sesuai dengan literatur Putra (2010) yang menyatakan bahwa kecambah melakukan pernafasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O₂) sebagai bahan yang diserap atau diperlukan dalam menghasilkan karbondioksida (CO₂), air (H₂O) dan sejumlah energi.

                 NaOH merupakan larutan yang digunakan untuk mengikat CO₂ sebab bersifat higroskopis. Bergeraknya larutan methylblue setelah penumpahan NaOH merupakan indikator akan berlangsungnya respirasi pada kecambah. Selain itu NaOH akan mengikat CO₂ yang akan berpengaruh terhadap nilai KR yang dihasilkan. Adapun reaksi pengikatannya karbondioksida oleh NaOH dalah 2NaOH + CO₂             Na₂CO₃ + H₂O. Hal ini sesuai dengan literatur Bhat (1999) yang menyatakan bahwa Dalam kondisi alkali atau basa, pembentukan bikarbonat dapat diabaikan karena bikarbonat bereaksi dengan OH^- membentuk CO₃^2-  .

                Dalam prinsip kerjanya, yang dipakai pada prosespercobaan kuosien respirasi adalah kecambah. Pertama NaOH akan ditumpahkan pada kecambah didalam erlenmeyer untuk mengikat karbondioksida dan mempercepat reaksi respirasi yang terjadi pada kecambah. Proses penguapan larutan yang terjadi didalam erlenmeyer menyebabkan terjadinya penurunan tekanan hingga terjadi kenaikan methylblue pada pipa kapiler. Hal ini sesuai dengan literatur Tjitrosomo (1980) yang menyatakan bahwa pada proses respirasi oksigen digunakanan karbondioksida dibebaskan. Penambahan larutan dalam menyebabkan pengikatan yang terjadi pada karbondioksida dan kurang dalam cahaya kedua proses itu berlangsung dalam ikatan yang sama dalam sel tumbuhan.

KESIMPULAN

1.             Nilai   Kuosien  Respirasi   kecambah jagung  (Zea mays L.)   adalah  0,53.

2.             Nilai Kuosien Respirasi kecambahkacang hijau (Phaseolus radiatus L.) adalah 0,51.

3.             Faktor-faktor yang mempengaruhi laju respirasi terdiri dari faktor internal yang meliputi perkembangan organ, susunan kimiawi jaringan, jenis substrat, usia tanaman. Dan faktor eksternal meliputi suhu dan ketersediaan Oksigen.

4.             Perbedaan antara KR kacang hijau < KR jagung hal ini terjadi karena perbedaan substrat yang menjadi kandungan dari keduanya.

5.             Kecambah kacang hijau dan kecambah jagung dipilih sebagai bahan percobaan, sebab kecambah meupakan tanaman kecil yang aktif melakukan respirasi.

6.             Adapun reaksi pengikatan CO₂ yang dilakukan oleh NaOH  adalah  2NaOH   +   CO₂             Na₂CO₃ + H₂O. Proses tersebut mengakibatkan tekanan dalam erlenmeyer menurun dan methylblue akan naik ke pipa kapiler.

Saran

Sebaiknya dalam praktikum yang dilaksanakan, digunakan kecambah yang baik dan dilakukan pengukuran kenaikan methylblue kepipa kapiler secara teliti agar didapati nilai kuosien respirasi yang ssesuai dengan kandungan masing-asing substrat kecambah.

Jurnal : Laporan Kuoesien Respirasi

PENDAHULUA

Latar Belakang

            Kuesien respirasi (KR) merupakan angka perbandingan antara volume CO₂ dan dibebaskan dengan volume O₂ yang di absorbsi secara stimulan oleh jaringan dalam periode tertentu. Pada suhu dan tekanan tertentu. KR dari glukosa adalah 1, lemak 0,7 dan protein adalah lebih besar dari 0,7 dan lebih kecil dari 1    (Miller, 1991).

Pengurangan kecepatan respirasi pada titik kompensasi pengikatan karbondioksida untuk fotosintesis sama dengan kehilangan karena respirasi. Karena itu, suatu pengurangan didalam respirasi akan menurunkan titik kompensasi tetapi respirasi mempunyai suatu tujuan dan suatu pengurangan. Nampaknya adalah untuk mendapatkan pertumbuhan yang dapat menurunkan kemampuan bersaing dari tanaman dalam kaitannya dengan spesies yang pertumbuhannnya lebih cepat. Pengurangan kecil  pada kecepatan respirasi kemudian merupakan respon yang umum terhadap berkurangnya intensitas cahaya, tetapi sebagai suatu respon positif adaptif utama. Hal itu hanya akan terjadi      bagi      tanaman      yang mengetahui      penurunan    yang sangat berat (Fitter dan Hay, 1991)

Sel tumbuhan dan sel hewan menggunakan energi untuk membangun dan memelihara protoplasma, membrane protoplasma, dan dinding sel. Mereka mendapatkan energi ini seperti halnya mesin mobil dari oksidasi (Pembakaran) senyawa kimia. Bila kayu dibakar, pertama-tema kayu harus dibakar hingga suhu 204-280 ºC. Respirasi sangat berbeda dengan pembakaran. Disamping karena kecepatan, respirasi berbeda karena energy yang direspirasikan diubah menjadi energy yang berguna  untuk sel, bukan dilepaskan untuk panas. Didalam respirasi molekul gula biasanya gliukosa diubah menjadi molekul yang lebih sederhana dengan disertai pembebasan energi. Proses ini digambarkan dengan persamaan :           C₆H₁₂O₆+6O₂->6O₂+6H₂O+energy (Tjitrosomo, 1980)

Tanaman jagung menghendaki penyinaran matahari penuh. Di tempat- tempat yang teduh, pertumbuhan tanaman jagung akan merana dan tidak mampu membentuk buah (Najiyati dan Danarti, 1999).

Tanaman kacang hijau termasuk tanaman golongan C3. Artinya, tanaman ini tidak menghendaki radiasi dan suhu yang terlalu tinggi. Fotosintesis tanaman kacang hijau akan mencapai maksimum pada sekitar pukul 10.00. Radiasi yang terlalu terik tidak diinginkan oleh tanaman kacang hijau. Panjang hari yang diperlukan minimum 10 jam/hari (Purwono dan Hartono, 2008).

Kuosien Respirasi adalah Pengukuran CO₂ dan O₂ memungkinkan pengevaluasian sifat proses respirasi. Perbandingan CO₂ terhadap O₂ dinamakan kuosien respirasi (RQ). RQ berguna untuk menentukan apakah proses bersifat aerobik atau anaerobik (Pantastico, 1984).

            Cahaya matahari pada kaitannya merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap respirasi. Bukan hanya itu, matahari juga merupakan faktor yang memiliki fungsi lain dalam pemanfaatan kehidupan. Berbagai ragam pemanfaatan cahaya matahari adalah untuk kehidupan, manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan  dan pada kenyataannya nilai kuosien respirasi berfluktuatif. Adapun faktor-faktor penyebabnya adalah : 1) Suhu. Mempengaruhi penyerapan Oksigen (O₂) dan produksi karbondioksida (CO₂). Nilai KR akan meningkat dengan kenaikan suhu dan akan menurun juga dengan penurunan suhu. 2) Asam Organik yang diserap oleh tanaman, digunakan pula untuk proses sintesis asam organik disamping untuk respirasi. 3) Faktor lain. Dalam hal ini, CO₂ banyak dibentuk pada proses respirasi namun tidak diimbangi dengan tersedianya O₂ dalam jumlah cukup. Keadaan ini terjadi pada tempat anaerob. Tanaman berdaun merah meiliki nilai KR yang lebih rendah dibandingkan dengan yang berdaun hijau (Gabriel, 2001).

Tujuan Percobaan

            Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui kuosien respirasi pada kecambah jagung (Zea mays L.) dan kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus L.)

Kegunaan Penulisan

            Adapun kegunaan dari  penulisan ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal tes di Laboratorium Fisiologi tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara serta sebagai sumber informasi bagi pihak yang membutuhkan.

 TINJAUAN PUSTAKA

            Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun aneorobik. Dalam repirasi aerobik ini diperlukan CO₂ serta energi, sedangkan dalam proses respirasi secara aerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa lebih CO₂ di ketahui nilai KR untuk karbohidrat = 1 , protein < 1 (0,8 – 0,9) lemak <1 (0,7) asam organik >1 (1,33) (Pandey dan Sinha ,1995).

            Pada dasarnya respirasi memiliki 2 fungsi utama , yang pertama adalah sebuah proses yang menghasilkan produksi senyawa reaktif atau penyusun-penyusun khusus yang penting dalam hal konstituensi pembentukan sel. Yang kedua adalah sebuah proses dimana energi dilepaskan dan dimanfaatkan sedemikian rupa untuk menghasilkan pembentukan struktur sel serta dalam melakukan kerja (Curtis and Clark, 1950).

Proses respirasi diawali oleh  adanya penangkapan O₂ dari lingkungan. Proses-proses transport yang dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung dengan cara difusi, melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma, dan membrane sel. Demikian juga halnya dengan CO₂ yang dihasilkan respirasi akan berdifusi keluar sel dan masuk kedalam ruang antar sel. Kemudian dinding dalam respirasi respirasi tersebut dalam beberapa tahapan diantaranya yaitu dekarboksilase,   oksidasi,   siklus   asam   sitrat,   dan   transportasi   elektron (Najiyanti dan Danarti, 1999).

Pada respirasi, oksigen digunakan dan karbondioksida dibebaskan. Oleh karena didalam cahaya kedua proses itu berlangsung dalam waktu yang sama di dalam sel-sel tumbuhan, maka akan diketahui sejauh mana pula produk tersebut dimanfaatkan. Bukti menunjukkan bahwa karbondioksida yang dibentuk dalam respirasi dapat digunakan dalam proses fotosintesis, sedangkan oksigen yang dibebaskan dalam fotosintesis dapat dimanfaatkan dalam respirasi. Pada intensitas cahaya yang rendah, kedua proses itu tetap seimbang, sehingga baik oksigen maupun karbondioksida tidak ada yang masuk maupun yang keluar dari daun. Intensitas cahaya yang memungkinkan tercapainya keseimbangan dinamakan titik kompensasi (Tjitrosomo, 1980).

Respirasi merupakan reaksi dari 50 atau lebih reaksi komponen. Masing masing dikatalis oleh  komponen berbeda. Respirasi merupakan oksidasi yang berlangsung dalam medium air, dengan pH mendekati netral. Pada saat suhu sedang dan   bertahap     menyebabkan     energi       menjadi     ATP       (Salisbury dan Ross, 1995).

Perbandingan antara respirasi dan fotosintesis dapat dilihat dari beberapa perbedaan. Respirasi terjadi pada seluruh sel yang hidup , bahan baku utama adalah glukosa dan oksigen, berlangsung setiap waktu ( baik siang dan malam), merupakan proses pelepasan/penggunaan energi, menghasilkan karbondioksida dan air. Sedangkan fotosintesis terjadi hanya pada organisme yang memiliki klorofil yang berisi sel-sel, bahan baku utama adalah karbondioksida dan air, berlangsung hanya jika tersedia cahaya matahari, merupakan proses menghasilkan energi, menghasilkan glukosa dan juga oksigen (Brimble, 1960).

Pada kebanyakan tanaman, karbohidrat dengan komposisi utama [CH₂O]_n  secara kuantitatif, substrat yang paling penting dalam metabolisme pernafasan. Kerusakan aerobik yang lengkap akan karbohidrat dapat dirumuskan sebagai kebalikan dan produksi fotosintesis glukosa (Mohr and Schopfer, 1995).

Metabolisme pernafasan dijelaskan terjadi ketika Oksigen tersedia yang disebut dengan aerobik. Ketika Oksigen kurang (tidak tersedia) proses respirasi akan menjadi anaerobik. Dalam proses tersebut, asam piruvat akan dirubah menjadi alkohol atau asam laktat. Respirasianaerob terjadi pada bagian akar adalah ketika akar kehilangan Oksigen karena tanah tergenang air maupun banjir (Poincelot, 1979).

Untuk tujuan yang lebih penting, tingkat respirasi dapat dinilai dan diprediksikan sebagai konsep penggunaan pertumbuhan dan pemeliharaan respirasi. Dalam proses ini (lebih dari proses biokimia) secara perbedaannya dapat mengetahui proporsi dalam fotosintesis yang digunakan untuk memberikan energi dalam hal melakukan sintesis terhadap struktur dan penyusunnya serta proporsi energi yang digunakan dalam memperbaharui protein yang telah mengalami degradasi (Milthorpe and Moorby, 1988).  

Tingkat respirasi yang rendah telah dilaporkan terdapat pada benih yang kering meskipun diartikan sebagai relatif karena benih tersebut memiliki kadar air. Contohnya benih/biji yang sedang dalam penyimpanan keringmempunyai kadar air 10-15%  (Bewley and Black, 1983).

Gas CO₂ langsung bereaksi dengan larutan NaOH sedangkan CH₄ tidak. Dengan berkurangmya konsentrasi CO₂ sebagai akibat reaksi dengan NaOH, maka perbandingan konsentrasi CH₄ dengan CO₂ menjadi lebih besar untuk konsentrasi CH₄. Dalam kondisi alkali atau basa, pembentukan bikarbonat dapat diabaikan karena bikarbonat bereaksi dengan OH^- membentuk CO₃^2- (Bhat, 1999).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju respirasi terbagi dua, yaitu: 1) Faktor internal . Semakin tinggi tingkat perkembangan organ, semakin banyak jumlah CO₂ yang dihasilkan. Susunan kimiawi jaringan mempengaruhi laju respirasi, pada buah-buahan yang banyak mengandung karbohidrat, maka laju respirasi akan semakin cepat. Produk yang lebih kecil ukurannya mengalami laju respirasi lebih cepat daripada buah yang besar, karena mempunyai permukaan yang lebih luas yang bersentuhan dengan udara sehingga lebih banyak O₂ berdifusi ke dalam jaringan. Pada produk-produk yang memiliki lapisan kulit yang tebal, laju respirasinya rendah, dan pada jaringan muda proses metabolisme akan lebih aktif 2) Faktor eksternal . Umumnya laju respirasi meningkat 2-2,5 kali tiap kenaikan 10°C. Pemberian etilen pada tingkat pra-klimaterik, akan meningkatkan respirasi buah klimaterik. Kandungan oksigen pada ruang penyimpanan perlu diperhatikan karena semakin tinggi kadar oksigen, maka laju respirasi semakin cepat. Konsentrasi CO₂ yang sesuai dapat memperpanjang umur simpan buah-buahan dan sayuran karena terjadi gangguan pada respirasinya           (Pantastico, 1993).

Mutu benih mencakup mutu fisik, fisiologis dan genetis, serta memenuhi persyaratan kesehatan benih. Mutu fisik benih diukur dari kebersihan benih, bentuk, ukuran, dan warna cerah yang homogen serta benih tidak mengalami kerusakan mekanis atau kerusakan karena serangan hama dan penyakit. Mutu fisiologis diukur dari viabilitas benih, kadar air maupun daya simpan benih. Mutu genetik dapat diukur dari tingkat kemurniannya(Mugnisyah dkk., 1994) .

Respirasi merupakan pemecahan bahan-bahan kompleks dalam sel, seperti gula dan asam-asam organik menjadi molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air, bersamaan dengan terbentuknya energi dan molekul lain yang dapat digunakan sel untuk reaksi sintesa (Wills dkk., 1981).

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh ketesediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebaliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat (Pradana, 2008).

Laju respirasi menunjukan pentunjuk yang baik untuk daya simpan buah setelah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya metabolisme dan oleh karena itu sering dianggap sebagai petunjuk mengenai potensi daya simpan buah. Besar kecilnya respirasi dapat diukur dengan pengukuran perbandingan CO₂ terhadap O₂, dinamakan Kuosien Respirasi(RQ). Laju respirasi yang tinggi biasanya disertai dengan umur yang pendek. Hal ini merupakan petunjuk laju kemunduran mutu dan nilainya sebagai bahan pangan (Phan dan Muchtadi , 1993).

Koefisien respirasi (KR) merupakan perbandingan antara CO₂ yang diproduksi dan O₂ yang dikonsumsi, yang menggambarkan jenis nutrien yang dipakai dan dimanfaatkan pada proses metabolisme untuk menghasilkan energi. Nilai KR untuk metabolisme karbohidrat adalah 1,0; protein 0,8 dan lemak 0,7 (Eckert, 1989).

Respirasi terjadi pada seluruh sel yang hidup, khususnya di Mitokondria. Proses ini bertujuan untuk membangkitkan energi kimia (ATP). ATP dibentuk dari penggabungan ADP + Pi (fosfat anorganik) dengan bantuan pompa H+-ATP-ase, dalam rantai transfer elektron yang terdapat pada membran mitokondria. Peristiwa aliran elektron dan atau proton (H⁺) dalam rantai tranfer elektron pada dasarnya adalah peristiwa Reduksi – Oksidasi (Redoks) (Suyitno, 2006).

Kecambah melakukan pernafasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O₂) sebagai bahan yang diserap atau diperlukan dalam menghasilkan karbondioksida (CO₂), air (H₂O) dan sejumlah energi (Putra, 2010).   

DAFTAR PUSTAKA

Bewley, J.D. and M.Black.1983.Physiology and Biochemistry of Seeds. SpringerVerlag Berlin Heidelberg.New York.

Bhat,V.1999.Mass Transfer with Complex Chemical Reaction in Gas Liquid system. Two step Reversible Reaction with unit stoichiometric and Kynetic Orders.Chemical Enggineering.

Brimble, L.J.F.1960.Intermediate Botany.Mc.Millan and Company Limited.ST Martin’s Press Inc.New York.

Curtis,O.F. and D.G. Clark.1950.An Introduction to plant Physiology.Mc.Graw Hill Book Company Inc.New York.

Eckert,R.,R.David and A.George.1989.Physiology.Mechanisme and Adaptation Third edition.Prentice and Hall.New York.

Fitter,A.H. dan R.K.M. Hay. 1991.Fisiologi Lingkungan Tanaman.Gadjah mada University Press.Yogyakarta.

Gabriel,J.F.2001.Fisika Lingkungan.Hiprokates.Jakarta.

Miller,  E.C.1991.Plant Physiology With Reference to The Green Plant.Tata Mc Grrow.Hill Book Company Inc.New York

Milthorpe,F.L. and J.Moorby.1998. An Introduction crop PhysiologySeed Second Edition. Cambridge University Press. Sydney.

Mohr,H. And P. Schopfer.1995.Plant Physiology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.Berlin.

Mugnisyah,W.Q.,A.Setiawan,Suwarto,C.Santiwa.1994.Panduan Praktikum dan Penelitian Bidang ilmu dan teknologi Benih. Raja Grafindo Persada.Jakarta.

Njiyati,S. Dan Danarti.1999.Palawija Budidaya dan Analisa Usaha Tani.Penebar swadaya.Jakarta.

Pandey, S.N dan Sinha, B.K.1995. Plant Physiology. Vikas Publishing Pvt Ltd.New delhi.

Pantastico, E.R.B. 1993. Fisiologi Pasca Panen, Penanganan dan Pemanfaatan Buah-Buahan dan Sayur-Sayuran Tropika dan Subtropika. Penerjemah Kamariyani. UGM-Press. Yogyakarta.

Pantastico, E.R.B. 1984. Fisiologi Pasca Panen, Penanganan dan Pemanfaatan Buah-Buahan dan Sayur-Sayuran Tropika dan Subtropika. Penerjemah Kamariyani. UGM-Press. Yogyakarta.

Pradana. 2008. Respirasi. \

Phan, L. dan D.Muchtadi.1993.Fisiologi Tanaman.Gadjah mada University Press.Yogyakarta.

Poincelot,R.P.1979.Horticulture Principles and Practical Aplication. Prentice-Hall.Inc Englewood Cliffs.New Jersey.

Purwono dan R.Hartono.2008.Kacang Hijau.Penebar Swadaya.Jakarta.

Putra,I.2010.Penetapan Kuosien Respirasi jaringan Tumbuhan.Diaksesmemalui 

Salisbury dan C. W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. ITB. Bandung

Suyitno.2006. Respirasi  Pada  Tumbuhan. Diakses 

[23 November 2013]

Tjitrosomo,S.S.1980.Botani Umum.Angkasa.Bandung.

Wills, R.B.H., T.H. Lee, P. Graham, W.B. McGlasson and E.G. Hall. 1981. Post Harvest : an Introduction to The Physiology and Handling of Fruit and Vegetable. New South Wales University-Press. Australia.